Similar presentations:
Форсировние ДВС - наддув
1.
ФОРСИРОВНИЕ ДВС - НАДДУВИванов A.M., Солнцев А.Н., Гаевский В.В. и др.
И20 Основы конструкции автомобиля. — М. 000 «Книжное издательство
«За рулем», 2005. — 336 с: ил.
http://avto-blogger.ru/dv/chto-takoe-dvigatel-tsi.html
http://avto-i-avto.ru/tyuning-avto/kompressor-ili-turbina-dlya-avtomobilya.html
2. В ДВС применяют механический наддув, когда воздух закачивается специальным насосом (компрессором), имеющим механический привод,
итурбонаддув, при котором компрессор приводится в действие турбиной
благодаря энергии отработавших газов.
3.
Одним из способов повышения мощности двигателя внутреннего сгоранияявляется увеличение количества поступающего в цилиндры воздуха. Подача в
двигатель воздуха при положительном давлении называется наддувом
4. В ДВС применяют механический наддув, когда воздух закачивается специальным насосом (компрессором), имеющим механический привод,
5. В ДВС применяют механический наддув, когда воздух закачивается специальным насосом (компрессором), имеющим механический привод
6. В ДВС применяют механический наддув, когда воздух закачивается специальным насосом (компрессором), имеющим механический привод
7.
В ДВС применяют механический наддув, когда воздух закачивается специальнымнасосом (компрессором), имеющим механический привод
8.
В ДВС применяют механический наддув, когда воздух закачивается специальнымнасосом (компрессором), имеющим механический привод
9. В ДВС применяют механический наддув, когда воздух закачивается специальным насосом (компрессором), имеющим механический привод
10.
11. В ДВС применяют механический наддув, когда воздух закачивается специальным насосом (компрессором), имеющим механический привод,
и турбонаддув, при которомкомпрессор приводится в действие турбиной благодаря энергии отработавших газов
12. В ДВС применяют механический наддув, когда воздух закачивается специальным насосом (компрессором), имеющим механический привод,
и турбонаддув, при которомкомпрессор приводится в действие турбиной благодаря энергии отработавших газов
13. Турбина работает за счёт энергии отработавших газов
14. Турбокомпрессор — это комбинирование турбины и центробежного компрессора
15. В турбокомпрессоре используются центробежные насосы. Под действием центробежных сил, вызванных вращением колеса с лопатками,
воздух отбрасывается к периферииколеса, а в его центре создается разрежение, что обеспечивает всасывание воздуха
16. В турбокомпрессоре используются центробежные насосы. Под действием центробежных сил, вызванных вращением колеса с лопатками,
воздух отбрасывается к периферииколеса, а в его центре создается разрежение, что обеспечивает всасывание воздуха
17.
Для эффективной работы турбокомпрессора частота вращения колесакомпрессора должна быть очень высокой
не менее 50-100 тыс. мин-1
18. При работе ДВС из выпускного трубопровода под давлением выбрасываются продукты сгорания, которые имеют высокую температуру
19. Поток газов приводит во вращение колесо турбины, которое передается закрепленному на общем вале колесу компрессора
20. Для достижения фазы наддува, т. е. момента, когда давление воздуха на впуске превысит атмосферное, необходимо, чтобы была
достигнута определеннаячастота вращения турбины (не менее 60 000 мин-1)
21. При малых оборотах двигателя турбокомпрессор работает в дежурном режиме (частота 5 000-10 000 мин-1). Необходимо учитывать, что
наличиетурбины в выпускном тракте создает сопротивление выходу отработавших газов
22. Существует две проблемы, связанные с наддувом двигателей. Первая заключается в том, что давление наддува увеличивает степень
сжатия двигателя и увеличивает склонностьдвигателя к детонации.
23. Вторая проблема связана с тем, что чем больше частота вращения коленчатого вала, тем больше образуется отработавших газов и тем
быстрее вращается компрессор, увеличивая количество воздуха, поступающего вцилиндры
24. Это приводит к увеличению мощности двигателя и одновременному увеличению количества отработавших газов с последующим ростом
числа оборотов турбины25. Если не предусмотреть специальных мер, этот процесс приведет к разрушению деталей двигателя или турбокомпрессора.
26. ПРОМЕЖУТОЧНОЕ ОХЛАЖДЕНИЕ ВОЗДУХА
27.
Для повышения степени наддува и снижения высокой тепловойнапряженности лопаток турбины в системе наддува организуют
охлаждение надувочного воздуха
28. Известно, что сжатие воздуха приводит к повышению его температуры. В современных наддувных двигателях часто применяют
промежуточноеохлаждение поступающего от турбокомпрессора воздуха
29. С этой целью воздух, сжатый в турбокомпрессоре, поступает в специальный теплообменник, в котором воздух охлаждается до
температуры 5 0 - 6 0 "С.30. Охлаждение воздуха дает возможность улучшить наполнение цилиндров за счет увеличения плотности воздуха и снизить вероятность
возникновениядетонации
31. Охлаждение воздуха повышает мощность двигателя с наддувом примерно на 20 % при одновременном улучшении топливной экономичности
32. РЕГУЛИРОВАНИЕ ДАВЛЕНИЯ НАДДУВА
33.
Принцип регулирования заключается в ограничении частоты вращения турбокомпрессорапосле достижения необходимого давления наддува. С этой целью используется
специальный перепускной клапан, который ограничивает количество отработавших газов,
проходящих через турбину
34.
В системе выпуска перед турбиной имеется обводной (байпасный) канал, который даетвозможность отработавшим газам миновать турбину. Этот канал открывается
перепускным клапаном
35.
Чувствительным элементом клапана является подпружиненная мембрана,на которую воздействуют две противоположно направленные силы: сила сжатия пружины
и давление воздуха после турбокомпрессора
36.
При достижении заданного давления наддува мембрана прогибается, сжимая пружину, асоединенный с мембраной клапан открывает обводной канал. Давление наддува можно
отрегулировать предварительным сжатием пружины
37. В современных двигателях с турбонаддувом максимальное давление наддува регулируется системой управления двигателем
38.
Компьютер получает сигнал от датчика абсолютного давления, сравнивает его свеличиной номинального значения давления, содержащимся
в памяти, и управляет электромагнитным перепускным клапаном
39. Работа электромагнитного клапана корректируется в зависимости от скоростного и нагрузочного режимов двигателя
40.
Турбины требовали некоторого времени на «раскрутку», когда при небольших нагрузкахоткрывалась дроссельная заслонка, что приводило к задержке нарастания давления
наддува. Этот эффект получил название турбоямы
41. Большинство современных турбокомпрессоров легковых автомобилей имеют небольшие размеры и высокую частоту вращения, что вызывает
нехватку воздуха42.
Для того чтобы увеличить диапазон частот вращения двигателя, при которыхтурбонаддув обеспечивает повышение давления, применяются по два турбокомпрессора
на одном двигателе. Один турбокомпрессор работает при низких оборотах, а второй
при высоких
43. Для того чтобы увеличить диапазон частот вращения двигателя, при которых турбонаддув обеспечивает повышение давления,
применяются по два турбокомпрессора на одномдвигателе. Один турбокомпрессор работает при низких оборотах, а второй при
высоких
44. Последовательное соединение турбин, работающих совместно на малых оборотах, при росте оборотов и преодолении турбоямы
открываются клапана итурбина «отключается» во избежания избытка воздуха
45. В последних поколениях наддувных двигателей стали применяться турбокомпрессоры с переменной геометрией, которые сохраняют
высокую скорость газов при малыхнагрузках, так что турбина всегда вращается с нужной скоростью
46.
В последних поколениях наддувных двигателей стали применятьсятурбокомпрессоры с переменной геометрией которые сохраняют
высокую скорость газов при малых нагрузках, так что турбина всегда вращается с нужной
скоростью
47. В таких турбокомпрессорах поток направляемых на турбину газов управляется с помощью специальных поворачивающихся заслонок.
Одновременный поворот заслонокпроизводится с помощью штока вакуумной камеры. Разрежение в камере регулируется
электромагнитным клапаном по сигналу компьютера
48. Компания DaimlerChrysler, которая на своих автомобилях Mercedes в течение продолжительного времени применяла механический
наддув, сейчас используеттурбокомпрессор с изменяемой геометрией, в котором поворот заслонок осуществляется с
помощью электродвигателя
49. При работе системы турбонаддува происходит сильный нагрев турбины, а компрессор остается сравнительно холодным. Очень важным
узлом,определяющим долговечность турбокомпрессора, является узел подшипников
вала.
50. Обычно масло для смазки подшипников подается под давлением из системы смазки двигателя. Иногда для повышения работоспособности
наддува применяют охлаждение корпуса турбиныжидкостью из системы охлаждения двигателя
51. После продолжительного движения на высокой скорости автомобиля с турбонаддувом турбина может раскрутиться до высоких скоростей
(сотни тысяч оборотов в минуту)52. После остановки двигателя турбокомпрессор останавливается не сразу, а масло уже не поступает к подшипникам. Чтобы не произошло
поврежденияподшипников, рекомендуется перед выключением двигателя дать ему
возможность некоторое время поработать на холостом ходу
53. Очень хорошо система турбонаддува работает в дизелях. Отработавшие газы в дизеле холоднее, чем в бензиновых двигателях, что
облегчает работутурбокомпрессора, и, кроме того, в дизеле не существует опасности
возникновения детонации
54. Поэтому неслучайно, что турбонаддув устанавливается почти на всех современных дизельных двигателях легковых автомобилей
55.
В многоцилиндровых двигателях с большим рабочим объемом некоторых грузовыхавтомобилей отработавшие газы продолжают обладать большой энергией, даже после
прохождения турбокомпрессора. Эту энергию можно использовать для дальнейшего
повышения мощностных характеристик двигателя, создавая так называемые
турбокомпаундные двигатели
56. В таком двигателе часть энергии отработавших газов используется для раскручивания дополнительной турбины, которая через
гидравлическую муфту связана сколенчатым валом. Такая конструкция дает возможность, увеличить крутящий
момент на вале двигателя.
57.
THE END58.
Повторение наддува в ДВС59. В ДВС применяют механический наддув, когда воздух закачивается специальным насосом (компрессором), имеющим механический привод,
итурбонаддув, при котором компрессор приводится в действие турбиной
благодаря энергии отработавших газов.
60. Турбина хорошо подходит для обогащения кислородом топливной смеси. Но всё же имеет свои минусы:
61. Турбина хорошо подходит для обогащения кислородом топливной смеси. Но всё же имеет свои минусы:
62. Турбина хорошо подходит для обогащения кислородом топливной смеси. Но всё же имеет свои минусы: 1) турбина — это стационарное
устройство и требует полную привязку к двигателю63. Турбины требовали некоторого времени на «раскрутку», когда при небольших нагрузках открывалась дроссельная заслонка, что
приводило к задержке нарастания давлениянаддува. Этот эффект получил название турбоямы
64. Турбина хорошо подходит для обогащения кислородом топливной смеси. Но всё же имеет свои минусы: 3) переход с малых оборотов до
высоких называется турбо — ямой, чем большуюмощность имеет турбина, тем больше будет эффект турбо — ямы
65. «Турбояма» - Двигатель с запаздыванием откликается на нажатие педали акселератора. Причина в том, что турбокомпрессору в силу
его инерционности, нужно время дляувеличения оборотов и повышения подачи воздуха.
66. После выхода из «турбоямы» резко повышается давление наддува («турбоподхват»)
67. Явление «турбоямы» обусловлено инерционностью системы, т.е. давление воздуха создаваемое турбиной на малых оборотах, до 3000
об\мин. недостаточно что быобеспечить нужным количеством воздуха заряд в цилиндре двигателя
68. Это влечет за собой несоответствие между производительностью турбокомпрессора и требуемой мощностью двигателя. Для решения этой
проблемы существуют следующие способы:1) использование турбины с изменяемой геометрией;
69. Для решения этой проблемы (турбоямы) существуют следующие способы 2) применение двух параллельных или последовательных
компрессоров70. Для решения этой проблемы (турбоямы) существуют следующие способы 3) комбинированный наддув
71.
Турбина с изменяемой геометрией оптимизирует потокотработавших газов, изменяя площадь входного канала. Широко
применяется в дизельных двигателях
• Турбина с
изменяемой
геометрией:
1 — направляющие
лопатки;
• 2 — кольцо;
• 3 — рычаг;
• 4 — тяга вакуумного
привода;
• 5 — турбинное
колесо.
72. Параллельно работающие турбокомпрессоры применяют для мощных V-образных двигателей (по одному на ряд цилиндров). Эта схема
помогает решить проблему засчет того, что у двух маленьких турбин инерция меньше, чем у одной большой
73. Установка 2-х последовательных турбин позволяет достичь максимальной производительности, используя разные компрессоры при
разных оборотах двигателя74. При комбинированном наддуве применяется и механический, и турбонаддув. При работе двигателя на низких оборотах работает
механический нагнетатель. При увеличенииоборотов включается турбокомпрессор, а механический нагнетатель останавливается
75. В наше время уже имеются турбины, отлично работающие на высоких и на низких оборотах двигателя, но и цена у них соответственно
приличная. При выборе компрессора или турбины,многие отдают предпочтение турбо-наддуву, независимо от цены.
76. Для того чтобы увеличить диапазон частот вращения двигателя, при которых турбонаддув обеспечивает повышение давления,
применяются по два турбокомпрессорана одном двигателе. Один турбокомпрессор работает при низких оборотах, а второй при
высоких
77. Принцип регулирования заключается в ограничении частоты вращения турбокомпрессорапосле достижения необходимого давления
наддува. С этой целью используется специальный перепускнойклапан, который ограничивает количество отработавших газов, проходящих через турбину
78. В системе выпуска перед турбиной имеется обводной (байпасный) канал, который дает возможность отработавшим газам миновать
турбину. Этот канал открывается перепускнымклапаном. Чувствительным элементом клапана является подпружиненная мембрана, на которую
воздействуют две противоположно направленные силы: сила сжатия пружины и давление
воздуха после турбокомпрессора
79. При достижении заданного давления наддува мембрана прогибается, сжимая пружину, а соединенный с мембраной клапан открывает
обводной канал. Давление наддува можно отрегулировать предварительнымсжатием пружины
80. В современных двигателях с турбонаддувом максимальное давление наддува регулируется системой управления двигателем. Компьютер
получает сигнал от датчика абсолютного давления, сравнивает его с величинойноминального значения давления, содержащимся в памяти, и управляет электромагнитным перепускным
клапаном. Работа электромагнитного клапана корректируется в зависимости от скоростного и нагрузочного
режимов двигателя.